• Applied Biological Chemistry
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• 제40권6호
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• pp.556-560
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• 1997

광합성세균을 이용한 고농도 유기폐수인 두부공업폐수의 정화처리와 동시에 두부공업폐수를 생물제초제인 ${\delta}-aminolevulinic$ acid (ALA) 생산용 대체기질로 이용할 목적으로 Rhodobacter capsulatus KK-10을 사용하여 COD 제거율과 ALA 생산능을 검토하였다. 사용된 두부공업폐수의 성상은 pH 4.2, COD/BOD와 BOD/N의 비율은 0.98 및 17.2, BOD : N : P의 함유비율은 10 : 6 : 4, 젖산 함유량 1,080 ppm 등으로 광합성세균의 생육에 적당한 조건이었다. 두부공업폐수에서 본 균주를 4일 동안 배양한 결과 약 94% COD 값의 감소와 1.2 g/l 균체생육을 보였으며 대수기 중기에서 ALA 탈수효소 저해제인 levulinic acid(LA)를 15 mM 첨가한 결과 55 mg/l의 ALA 생산량을 나타내었다. ALA의 전구물질인 succinate 및 glycine과 LA를 각각 15 mM의 농도로 동시 첨가시 최대 114 mg/l의 생산량을 보였다. 상기의 물질들을 각각 15 mM 농도로 연속 첨가한 후 ALA 생성량을 검토한 결과 LA 1회와 glycine과 succinate를 3회에 걸쳐 첨가하였을 때 120 mg/l로 가장 효과적이었으며 COD 제거율은 92%를 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.774-780
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• 2019

본 연구에서는 저온에서 매립지 가스(LFG)하에서 메탄의 완전 산화 특성 분석을 위한 고성능 Pd 코팅 $La_{0.1}Sr_{0.9}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ (LSCF-1928)촉매를 개발하였다. LSCF-1928 촉매를 분말형과 중공사형으로 성형한 후 중공사형의 표면을 무전해도금법으로 Pd를 코팅하였다. 성형된 촉매는 TPR을 통해 촉매에 흡착 된 산소종과 그 흡착 량을 분석하였고, SEM을 통해 중공사형 기공구조를 확인하였으며, XRD를 통해 촉매의 안정성을 확인하였다. 메탄 산화 실험 결과 LSCF-1928 촉매의 메탄 완전산화 온도는 $475^{\circ}C$ 이었으나, Pd코팅 된 LSCF-1928 촉매는 이보다 낮았으며, $O_2$ 전화 율 또한 일반 LSCF-1928 촉매보다 Pd 코팅 LSCF-1928 촉매가 높았음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.64-71
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• 2018

본 논문은 호기성 생분해도를 통하여 유가공 폐수의 기질특성을 파악하기 위하여 수행되었다. 유기물 중 빨리 분해되는 물질(Ss)은 SCODcr 기준을 84.2 %로 조사되었는데, 이는 수산물 가공폐수의 75.8~77.9 %, 돈사폐수의 58.2 % 보다 높은 것으로 조사되었다. 생물학적 분해 불가능한 용존성 유기물(SI)의 비율은 5.6~6.4 %로, 미생물 신진대사에 의해 발생 되는 inert 물질 비율(SIi)은 3.6~3.7 %로 조사되었다. 생물학적 분해 불가능한 용존성 유기물 성분의 함유 계수(YI) 0.092~0.099로, 미생물 신진대사로 생성되는 inert 물질의 생성계수(Yp)는 0.039~0.040으로 산정되었다. 유기물 성분 계수 분석결과, 유가공 폐수의 용존성 유기물 약 91.0 %가 생물학적으로 분해 가능한 물질이고, 이중 약 92.5 %가 빨리 분해되는 Ss 성분으로 조사되었다. 또한 총유기물(TCODcr) 중에 생물학적 분해 가능한 유기물의 비율은 89.3 %로 조사되었다. 생물학적 분해 불가능한 용존성 유기물(SI) 성분은 3.0 %, 생물학적 분해 불가능한 부유성 물질(XI) 성분은 7.7 %로 비교 대상 폐수보다 낮게 조사되었는데, 이는 유가공 폐수가 호기성 생분해도가 크다는 것을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1298-1304
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• 2005

Citrobacter Amalonaticus strain JB101을 이용하여 과염소산염과 질산염이 동시에 존재할 때 두 전자수용체 간의 경쟁특성을 파악하고, MBR(membrane bioreactor)을 이용한 과염소산염 처리 가능성을 검토하였다. 과염소산 및 질산염에 대한 strain JB101의 비성장속도는 각각 0.27 및 0.58 $hr^{-1}$, 최대기질이용속도는 각각 35.1 mg $ClO_4^-/g$ protein-day 및 45.6 mg $NO_3^-/g$ protein-day이었다. 질산염은 과염소산염에 대한 경쟁적 저해제이었으며, strain JB101은 과염소산보다는 질산염을 전자수용체로 선호하였다. 유입 과염소산염 농도가 20 mg/L이였던 HCMBR에서는 막 면적당 부하 4.6 g $ClO_4^-/m^2-day$까지 과염소산염의 제거효율이 100%이었으나, 질산염 5 mg/L를 첨가하자 질산염은 완전히 제거되었으나 과염소산염 제거효율이 96.5%로 감소하였다. 유입 과염소산염 농도가 0.7 mg/L이였던 LCMBR에서는 부하 0.23 g $ClO_4^-/m^2-day$까지 과염소산염의 제거효율이 100%이었다. 두 MBR 모두 높은 부하에서는 막의 막힘현상이 문제로 제기되었다. 과염소산염에 대한 아세트산염 소모비는 LCMBR의 경우 $13.7{\sim}51.7$로 HCMBR의 $2.5{\sim}3.6$보다 높았으며, 이는 아세트산염이 산소를 전자수용체로 이용하여 소모되었기 때문이다. 따라서 전자공여체 첨가량은 유입수에 포함된 다른 전자수용체의 농도를 고려하여 결정하여야 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2009

$ZrO_2$ is one of the most attractive high dielectric constant (high-k) materials. As integrated circuit device dimensions continue to be scaled down, high-k materials have been studied more to resolve the problems for replacing the EY31conventional $SiO_2$. $ZrO_2$ has many favorable properties as a high dielectric constant (k= 20~25), wide band gap (5~7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2/Si$ structure. In order to get fine-line patterns, plasma etching has been studied more in the fabrication of ultra large-scale integrated circuits. The relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Due to the easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure of the inductively coupled plasma (ICP), we chose it for high-density plasma in our study. And the $BCl_3$ included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compound In this study, the surface kinetic properties of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of Ch addition to $BCl_3/Ar$ gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature. The figure 1 showed the etch rate of $ZrO_2$ thin film as function of gas mixing ratio of $Cl_2/BCl_3/Ar$ dependent on temperature. The chemical state of film was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characteristics of the plasma were estimated using optical emission spectroscopy (OES). Auger electron spectroscopy (AES) was used for elemental analysis of etched surface.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.145-145
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• 2008

High-k materials have been paid much more attention for their characteristics with high permittivity to reduce the leakage current through the scaled gate oxide. Among the high-k materials, $ZrO_2$ is one of the most attractive ones combing such favorable properties as a high dielectric constant (k= 20 ~ 25), wide band gap (5 ~ 7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2$/Si structure. During the etching process, plasma etching has been widely used to define fine-line patterns, selectively remove materials over topography, planarize surfaces, and trip photoresist. About the high-k materials etching, the relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Among several etching techniques, we chose the inductively coupled plasma (ICP) for high-density plasma, easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure. And the $BCl_3$ was included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compounds. During the etching process, the wafer surface temperature is an important parameter, until now, there is less study on temperature parameter. In this study, the etch mechanism of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of $Cl_2$ addition to $BCl_3$/Ar gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature increased from $10^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The variations of relative volume densities for the particles were measured with optical emission spectroscopy (OES). The surface imagination was measured by scanning emission spectroscope (SEM). The chemical state of film was investigated using energy dispersive X-ray (EDX).

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.866-871
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• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

• 생명과학회지
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• 제17권9호통권89호
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• pp.1284-1289
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• 2007

정수처리 공정에서 생물활성탄 (BAC) 공정은 미생물의 유기물 제거능을 극대화시킨 일종의 생물여과 공정이다 BAC 공정은 유기물과 미생물 재성장능을 효과적으로 제거한다. BAC 공정은 그 수계에 존재하는 미생물들이 활성탄에 부착 ${\cdot}$ 서식하며 수중의 천연유기물질을 기질로 이용하기 때문에 그 수계에 서식하는 미생물 종들에 매우 의존적이다. 본 연구는 낙동강 하류의 배리취수장 원수를 사용하여 생물활성탄에 의한 pilot-plant 공정을 운전하면서 SAC 공정에서의 활성탄 재질별로 배양작 (평판배양법) 및 비배양적 방법 (FISH)을 이용하여 SAC 부착세균의 군집구조 특성을 조사하였다. 실험결과 석탄계 재질의 부착세균 HPC 및 생산력이 각각 $1.20{\times}l0^7{\sim}56.2{\times}l0^7$ CFU/g, $1.2{\sim}3.7\;mg-C/m^3{\cdot}h$ 의 범위를 보여 세균 생체량과 DOC 제거율은 석탄계 재질이 가장 높은 것으로 나타났다. 배양적 방법으로 활성탄 재질별 부착세균을 동정한 결과 Pseudomonas 속이 우접하였고, 그 다음으로 Flavobacterium 속, Alcaligenes 속, Acinetobacter 속, Sphingomonas 속 등의 순으로 동정되었다. 또한, Pseudomonas 속 중 석탄계와 야자계 BAC에서는 Pseudomonas vesicularis, 목탄계 BAC에서는 Pseudomonas cepacia가 우점종으로 분포하였다. 비배양적 방법인 FISH 법을 이용한 세균 군집구조 조사결과 활성탄 재질별로 ${\alpha}$군집 27.0 ${\sim}$ 43.0%, ${\gamma}$ 군집 11.3 ${\sim}$ 28.6%, ${\beta}$ 군집 7.1 ${\sim}$ 22.0% 비율로 나타나 유기물 제거효율은 주로 ${\alpha}$ 군집에 의해 조절되어짐을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.417-427
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• 2000

분리막을 침지한 혐기성소화조의 물질분해의 거동과 세균군의 분포 등을 검토하였다. HRT 1.0일과 0.5일의 조건에서 운전하였으며, 온도는 $30^{\circ}C$로 설정하였다. 1.0일 및 0.5일의 HRT에서 탄수화물의 제거율은 각각 99.8~99.9%, 98.0-99.6%를 나타냈다. 1.0일 및 0.5일의 HRT에서 운전개시 후 58일 경과후에는 약 6.050 mg/L, 7,750 mg/L 정도의 MLVSS농도를 나타냈다. 최확수법(MPN)에 의해 각 세균군을 계수한 결과로서 Acidogenic bacteria는 $10^9MPN/mL$ 정도 계수되었고 $H_2$-utilizing methanogenic bacteria 및 Acetalte-utilizing methanogenic bacteria는 각각 $10^7{\sim}10^8$, $10^6{\sim}10^8MPN/mL$ 정도 계수되었으며, $CH_4$의 조성은 46~50%를 나타냈다. Sulfate-reducing bacteria는 $10^7{\sim}10^8MPN/mL$ 정도 계수되었으며, 주로 Acetogenic bacteria의 일원으로 작용하는 것으로 나타났다.